фундаментальные проблемы лазерной физики и взаимодействия лазерного излучения с веществом;

твердотельные лазерные системы с широко варьируемыми параметрами, в том числе с диодной накачкой и волоконные, и технологии на их основе;

новые образцы лазерной и оптоэлектронной техники для промышленности, приборостроения, медицины, экологии, метрологии, космических исследований, научных исследований и для решения специальных задач;

новые лазерные и нелинейно-оптические материалы; технологии выращивания монокристаллов, стекловарения, изготовления оптических деталей;

высокочувствительные аналитические и диагностические методы и приборы с использованием лазеров и других источников оптического излучения;

нанофотоника;

квантовая информатика;

наукоемкие лазерно-информационные технологии обработки материалов;

фотовольтаика (солнечные элементы и модули; датчики-фотоприемники, в т. ч. приемные линейки и матрицы);

микронная оптоэлектроника (в т. ч. гибридные микро-, оптоэлектронные устройства) для систем обработки информации, СВЧ-техники и др.;

голографические средства и методы и их применение в оптоэлектронных и лазерных технологиях, в том числе для защиты от подделок ценных бумаг, документов и другой продукции;

развитие современных ростовых технологий гетеро-структур как основы новейших разработок в области оптоэлектроники, микроэлектроники, СВЧ-техники и лазерных технологий;

наращивание выпуска оптико-механических, оптико-электронных и лазерно-оптических изделий, отвечающих требованиям мировых рынков, что позволит увеличить экспорт продукции;

создание и освоение в производстве оптоэлектронной техники на базе лазерных систем с применением электронно-оптических преобразователей и высокоточных оптических компонентов, включая лазерные приборы для технологических процессов в промышленности, что позволит применять современные высокоточные методы измерения и обработки поверхностей деталей;

создание тепловизионной техники специального и двойного назначения на базе фотоприемных устройств инфракрасного диапазона третьего поколения;

производство оборудования для оптики, светодиодной и фотогальванической техники, светодиодных осветительных и сигнальных устройств и систем;

техническое переоснащение организаций отрасли с доведением их технического состояния до уровня технической оснащенности аналогичных организаций промышленно развитых государств.

Предполагается разработать и освоить в производстве следующие высокотехнологичные виды продукции:

новые светодиодные модули монохромного и «белого» излучения на основе промышленных светодиодов и светодиодных чипов с улучшенными характеристиками;

адаптированные к чувствительности человеческого глаза кремниевые фотоприемники и интегральные схемы для систем управления освещенностью люминесцентных ламп;

оптические излучатели на основе инжекционных лазеров и твердотельных лазеров с диодной накачкой для систем беспроводной связи;

высокочувствительные ультрафиолетовые металл-полупроводники, металл-фотоприемники на гетероструктурах нитрида алюминия галлия;

фотодиодные модули и оптоэлектронные устройства на их основе для волоконно-оптических систем радиосвязи и измерительной техники в частотном диапазоне до 60 ГГц.

Научно-техническая продукция, создаваемая в рамках указанного направления, имеет важное значение для повышения конкурентоспособности вновь создаваемых функциональных лазерных материалов, систем и технологий, включая лазерные технологии прецизионной обработки материалов (микромашининг), биомедицинские применения, дистанционное зондирование Земли.